張 杰陳 棟

（1.陸軍炮兵防空兵學院研究生大隊二隊 合肥 230031）（2.陸軍炮兵防空兵學院 合肥 230031）

1 引言

彈載式通信干擾機是用常規(guī)火炮、火箭炮發(fā)射，以彈藥作為運載工具，將干擾機快速運

載到敵目標區(qū)域，完成通信干擾任務的通信裝備［1～3］。其簡要工作流程圖如圖1所示［1］。

圖1 留空式干擾彈簡要工作過程

彈載通信干擾機要想達到預期的干擾效果，干擾種類至關重要。干擾種類包括干擾方式和干擾樣式［4］，其中干擾方式包括欺騙干擾（由于欺騙式干擾是通過模擬敵方的通信信號來欺騙對方，它的有效性主要取決于戰(zhàn)術上的運用，一般來說，欺騙干擾較難獲得成功，它要求干擾信號與敵通信信號要及其相似，需要充分掌握敵通信電臺的技術和戰(zhàn)術特點、通聯(lián)規(guī)律等資料，為了獲得更好的效果，有時還需要其它兵種的協(xié)同。對于采用密碼技術的通信系統(tǒng)，實現(xiàn)欺騙干擾比較困難，這里只討論壓制式干擾［5］）、壓制干擾、瞄準式干擾、阻塞式干擾、掃頻式干擾等；干擾樣式分為噪聲調頻干擾、噪聲調幅干擾、噪聲雙邊帶干擾等。與傳統(tǒng)通信干擾機不同，彈載通信干擾機干擾種類的選取必須嚴格遵守以下要求：

1）干擾功率的限制：彈載通信干擾機的發(fā)射功率不是越大越好，如果仿照車載式通信干擾機的功率指標參數(shù)去研制，寸土寸金的彈載空間無法滿足大功率發(fā)射要求；

2）反應時間：對于瞄準式干擾來說，要想完成對目標的干擾，從瞄準式干擾中的引導接收機截獲到目標信號開始到干擾機發(fā)射出干擾的這段時間越短越好，尤其是對干擾跳頻電臺來說，反應時間不能超過每一跳的駐留時間的1/2［6］，否則干擾無效；如果彈載通信干擾機采用瞄準式干擾的話，無論是軟硬件本身發(fā)展水平，還是轉瞬即逝的炮彈空中飛行時間都是勉為其難的事。

3）頻率范圍及干擾帶寬應可調整，以便適應對不同頻段干擾的需要，同時干擾頻譜中各干擾分量的能量應盡可能相等，各干擾分量的頻率間隔應與所干擾頻段內信號的信道間隔相匹配。

2 傳統(tǒng)跳頻電臺的干擾方式

目前，在軍事上，對敵方跳頻通信進行干擾要經(jīng)歷偵察（包括定位）、信號處理和干擾三個步驟［7］。

偵察：用偵察接收機偵收對方的通信，確定干擾的目標并判斷其方位。目前，美、英、法、俄等國用來對付跳頻通信偵察接收機的搜索速度為33.3GHz（VHF頻段）、100GHz（UHF頻段），這種搜索速度可以對付500跳/秒的跳頻電臺。

信號處理：針對所要干擾的目標進行頻率、信號形式（寶庫偶偶調制方式、帶寬、信息格式等）、信號功率等分析，估計其跳頻速率、跳變時刻、跳頻圖案等參數(shù)，并確定采用何種干擾方式進行干擾（若施放干擾是跟蹤式的，還要將干擾頻率轉換為敵方的工作頻率）。偵收和信號處理的時間稱為響應時間，目前，干擾站的響應時間約為0.75ms。

施放干擾：按照信號處理的結果，確定干擾方式和干擾功率，要使對方的通信受到有效的干擾，必須使干擾功率在對方信號頻譜上全面地壓制對方，即令對方接收機接收到的干信比為正。

目前，普遍認為對跳頻通信實施有效干擾的方式有兩種：快速跟蹤式干擾、瞄準式干擾、阻塞式干擾（寬頻段梳狀阻塞式干擾、連續(xù)阻塞式干擾）、掃頻式干擾。跟蹤干擾分為兩種基本類型：波形跟蹤和引導式跟蹤［8］。跟蹤干擾是一種對被干擾目標信號能夠進行跟蹤瞄準的干擾，是智能化、自動化程度更高的一種瞄準式干擾［5］。

就傳統(tǒng)干擾方式而言，對跳頻電臺采用瞄準式或跟蹤式干擾并不難，關鍵取決于器件的信號處理速度是否能夠滿足要求。由于偵收發(fā)射一體機受元器件限制，干擾設備發(fā)射功率比較大，需要射頻放大電路提高發(fā)射功率，而接收端需要有較高的靈敏度，也需要放大濾波處理，同時具有收發(fā)一體端口的器件很少，因而信號偵收設備與干擾信號發(fā)射設備一般都是分開的，中間有控制系統(tǒng)連接。

3 傳統(tǒng)跳頻電臺干擾方式用于彈載通信干擾存在的問題分析

瞄準式干擾十分注重頻率重合率，需要破譯跳頻圖案，可以實現(xiàn)100%的干擾效率。與此同時，它對干擾機性能的需求也很高。在實現(xiàn)瞄準式干擾之前，偵察、頻率引導、信號監(jiān)視這三部分是必不可少的，在短波通信中主要使用瞄準式干擾。跟蹤干擾中的波形跟蹤干擾從破譯跳頻圖案著手，以實現(xiàn)跟蹤，難度較大［8］。

破譯跳頻圖案的干擾方式實際上是很困難的。因此，人們又將注意力集中在以犧牲時間為代價的引導式干擾機，即：先對跳頻頻率集進行掃描存儲，然后在跳頻電臺每一頻率駐留時間內，用前一小部分時間實現(xiàn)干擾引導，在后一部分內實施干擾。引導式跟蹤干擾以時間為代價，只要出現(xiàn)載頻便快速引導干擾，實現(xiàn)相對簡單些，但也不能實現(xiàn)100%的干擾效率［9］。分析證明如下。

對跳頻通信實施引導式干擾，關鍵在于干擾機能否在每跳信號的前小部分時間內完成目標信號的截獲、分選、識別、干擾引導［5］。當偵察機和干擾發(fā)射機反應時間有限，且敵跳頻電臺較多時，在現(xiàn)代戰(zhàn)場上常常無法做到對跳頻通信駐留的全部時間，對跳頻通信的所有頻率都進行正確的跟蹤干擾。因此應當采取如下原則：在只有部分頻率受干擾時，必須使這些頻率受到嚴重干擾［10］。美軍試驗數(shù)據(jù)如表1。

表1 美軍跳頻語音通信干擾試驗

可以看出：當100%的頻率都受干擾時，則只要干擾30%的駐留時間就足夠了［10～11］。

其中TS為每跳信號的駐留時間。由于戰(zhàn)時電磁環(huán)境非常復雜，所以總的干擾響應時間應小于0.5Ts。總干擾響應時間Tj包括路徑遲滯時間Td、信號截獲時間Tg、分選識別時間Ti，干擾引 導 時間 Tc［5］。

3.1 路徑遲滯時間Td

如圖2所示，Rs為發(fā)送電臺，Rr為接收電臺，Jr為干擾機位置，a為通信信號傳播路徑，b為干擾機接收信號路徑。r為干擾半徑。

圖2 路徑遲滯時間

路徑傳播遲滯時間為（b+r-a）×106/Cμs，5公里時理論最小遲滯為16μs。

3.2 信號截獲時間Tg

不同制式的接收機的截獲信號速度是不一樣的：

比如有的壓縮接收機速度相當于每秒搜索幾百萬個信道，有的可以達到每秒搜索一億個信道。

信道化接收機采用多個并行通道來截獲信號，在濾波帶寬為25kHz時，其信號檢測時間為40μs，實際裝備的截獲時間為100 μs左右［12～14］。

數(shù)字化接收機是將接收信號直接采樣量化，其截獲時間取決于分辨率的要求。在分辨率為25kHz時，截獲時間可以達到50μs。

3.3 分選識別時間Ti

信號分選識別考慮的特征最少要包括方位、到達時間、駐留時間、電平、通信體制等等。比如德國某公司的綜合接收系統(tǒng)響應時間為1ms，美國某公司的三信道測向系統(tǒng)，實用識別時間不短于100μs（不包括系統(tǒng)傳輸、顯示、處理所需的時間）［12～14］。

3.4 干擾引導時間Tc

干擾引導時間即頻率合成器的轉換時間和信號建立時間，以10 μs左右計算［12～14］。因此引導式干擾機的總響應時間不少于226μs。按有效干擾時間不小于信號駐留時間的一半計算，根據(jù)以上估算，即引導式跟蹤干擾至多只能有效干擾跳速不超過2000H/s的跳頻電臺（駐留時間=跳頻周期*0.9）［5］。短波跳頻電臺跳速一般在 50H/s以下，超短波跳頻電臺跳速一般在100H/s～2000H/s之間，而GJB2928-97規(guī)定，跳速超過1000H/s即為高速跳頻［6］。實際上，目前遠未達到這樣的跟蹤干擾速度，對寬跳頻范圍、大頻率集、高速跳頻通信系統(tǒng)，跟蹤式干擾很難對其構成威脅，同時對器件的信號處理水平提出了更高的要求［5］。值得指出的是，雖然跟蹤干擾是跳頻通信的克星，可以對跳頻通信形成最佳干擾或準最佳干擾，但是在實施過程中是要有前提的，加上跟蹤干擾還存在干擾跳速與跳頻通信跳速、干擾信號傳輸時延與跳頻通信信號傳輸時延、干擾信號功率與通信信號功率及跳頻帶寬與干擾機帶寬等多種約束因素，并遵守干擾橢圓原理，這些都是跟蹤干擾的弱點，往往在實戰(zhàn)中難以實施，或難以獲得預想的結果［15］。

隨著通信加密技術的提高，要破譯出通信信息內容往往需要很長時間，有的甚至在數(shù)十年以上，時效性難以滿足作戰(zhàn)要求［16］。除此之外，通信信號不同于雷達信號，其技術參數(shù)差異?。?7］。因此，在戰(zhàn)時復雜電磁環(huán)境下，不管彈載通信干擾機采用瞄準式干擾或快速跟蹤式干擾，對器件的信號處理速度要求極高，時間和精度上也無法保證，實現(xiàn)難度較大。而且還必須采用PLL進行穩(wěn)頻，頻率務必準確，才能保證發(fā)射信號不偏差，這也無形中增加了干擾機的總響應時間。

4 結語

阻塞式干擾的優(yōu)點是無需高精度的引導干擾偵察設備，也無需頻率重合設備，機器構成簡單，能同時壓制頻帶內多個通信電臺，與跳頻圖案算法無關。在獲得跳頻通信有限先驗知識和干擾功率足夠的前提下，阻塞干擾也可以對跳頻通信形成最佳干擾或準最佳干擾。加上常規(guī)跳頻體制存在“三分之一”頻率數(shù)的干擾容限效應，使得阻塞干擾更容易奏效［10，15］。文獻［18］指出，針對超短波進行干擾通常使用阻塞式干擾方式。因此對既包含短波波段又包含超短波波段的跳頻信號進行干擾，需要設計一種兼顧瞄準式干擾和阻塞式干擾優(yōu)點的彈載通信干擾方式。而掃頻式干擾介于瞄準式干擾和阻塞式干擾之間，而且兼顧兩種干擾的優(yōu)點，文獻［5］392頁以掃頻攔阻式干擾為例，介紹了一種噪聲源和鋸齒波產生器經(jīng)壓控振蕩器調制產生的干擾信號，如圖3所示。

圖3 掃頻攔阻式干擾機框圖

同時文獻［5］也指出，與火花攔阻式干擾相比，掃頻攔阻式干擾在更寬的攔阻帶寬內，具有更均勻的干擾頻譜，對攔阻帶寬內所有信道具有基本相同的干擾效果。此外，掃頻波的峰值因數(shù)很低，可充分發(fā)揮干擾發(fā)射機的功率潛力，掃頻攔阻式干擾的功率利用率最高，并且干擾頻譜結構最接近理想的情況。